Ένα νέο φωτοβολταϊκό σύστημα δύο επιπέδων, σχεδιασμένο για την αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς αντίστοιχη αύξηση της απαιτούμενης έκτασης, ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου Mediterranea του Ρέτζιο Καλάμπρια και της ιταλικής startup Amps Srl.
Η λύση προορίζεται δυνητικά για έργα μεγάλης κλίμακας και αγροβολταϊκές εγκαταστάσεις, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου η διαθέσιμη γη αποτελεί περιοριστικό παράγοντα. Η βασική ιδέα είναι η τοποθέτηση δύο επιπέδων φωτοβολταϊκών πλαισίων το ένα πάνω από το άλλο, με ανεξάρτητη μονοαξονική ιχνηλάτηση, ώστε να αυξάνεται η ενεργή φωτοβολταϊκή επιφάνεια χωρίς να διπλασιάζεται το αποτύπωμα της εγκατάστασης.
Το πρωτότυπο εγκαταστάθηκε στο Ρέτζιο Καλάμπρια και καταλαμβάνει την ίδια επιφάνεια εδάφους με ένα αντίστοιχο σύστημα ενός επιπέδου, προσφέροντας ωστόσο διπλάσια ενεργή φωτοβολταϊκή επιφάνεια. Αποτελείται από 12 ειδικά κατασκευασμένα μικρά διπλής όψης φωτοβολταϊκά πλαίσια TOPCon, έξι σε κάθε επίπεδο.
Τα δύο επίπεδα απέχουν μεταξύ τους 25 εκατοστά, ενώ κάθε πλαίσιο μπορεί να περιστρέφεται και να παρακολουθείται ανεξάρτητα. Η συγκεκριμένη διάταξη επιλέχθηκε προκειμένου να εξεταστεί η συμπεριφορά του συστήματος ακόμη και υπό έντονες συνθήκες αμοιβαίας σκίασης.
Οι ερευνητές συνέκριναν το πρωτότυπο με ένα σταθερό σύστημα ενός επιπέδου, χρησιμοποιώντας ίδια πλαίσια, ίδιο προσανατολισμό και ίδια κλίση. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν ταυτόχρονα και υπό τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Στην πρώτη από τις τρεις λειτουργικές διαμορφώσεις, το κάτω επίπεδο παρέμενε σταθερό και το πάνω ακολουθούσε τον ήλιο. Σε αυτή την περίπτωση καταγράφηκε αύξηση περίπου 27% στην αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας, με βάση το ρεύμα βραχυκύκλωσης, σε σύγκριση με το σταθερό σύστημα διπλής όψης ενός επιπέδου. Σε σχέση με αντίστοιχο σύστημα μονής όψης, η αύξηση έφτασε περίπου το 42%.
Στη δεύτερη διαμόρφωση, όπου το πάνω επίπεδο παρέμενε σταθερό και το κάτω ακολουθούσε τον ήλιο, η αύξηση έναντι του συστήματος διπλής όψης έφτασε περίπου το 21%. Στην τρίτη, με σταθερά και τα δύο επίπεδα και κάθετους προσανατολισμούς, καταγράφηκε αύξηση περίπου 14%.
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, η διπλή ενεργή επιφάνεια επιτρέπει την καλύτερη αξιοποίηση της άμεσης, διάχυτης και ανακλώμενης ακτινοβολίας. Παράλληλα, η διπλής όψης λειτουργία των πλαισίων μπορεί να ενισχύσει την απόδοση, ιδιαίτερα στο κάτω επίπεδο.
Η Amps σχεδιάζει τώρα την ανάπτυξη πιλοτικού έργου με εμπορικά διαθέσιμα πλαίσια και τη δοκιμή του συστήματος σε μεγαλύτερο εύρος καιρικών και λειτουργικών συνθηκών. Στα επόμενα στάδια περιλαμβάνονται εφαρμογές μεγάλης κλίμακας και αγροβολταϊκά, καθώς και η αξιοποίηση τεχνητής νοημοσύνης για τη βελτιστοποίηση της ιχνηλάτησης και τον περιορισμό της αμοιβαίας σκίασης.
Πηγή: pv-magazine
